一种基于bp神经网络的建筑能耗分析模型的研究与实现

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1、ResearchandImplementationofABuildingEnergyConsumptionAnalysisModelbasedonBPNeuralNetworkADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DengZhaopengSupervisor：Prof.PengXinyiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP391学校代号：10561学号：20120112553华南理工大

2、学硕士学位论文一种基于BP神经网络的建筑能耗分析模型的研究与实现作者姓名：邓钊鹏指导教师姓名、职称：彭新一、研究员申请学位级别：工学硕士学科专业名称：计算机应用技术研究方向：智能决策支持系统论文提交日期：2015年5月8日论文答辩日期：2015年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：韩国强教授委员：彭新一研究员、沃焱教授、贺小箭副教授、徐雪妙副教授摘要当前，随着我国城市化进程的大力推进和城市人口的快速增加，我国建筑能耗总量呈现持续增长态势，并且增长速度有越来越快的趋势。在社会能耗总

3、量中，我国建筑能耗占到了32%，其中公共建筑能耗占建筑能耗总量的22%[1]，为节能降耗的工作重点。面对如此严峻的建筑能耗现状，传统的能耗模拟分析方法由于其局限性大、准确率低的缺陷，已经不能满足现有的用户需求。为了更好地帮助建筑管理者准确有效地了解建筑当前的能耗状况、确定合适的节能改善措施，进而为建筑的日常节能管理和改善提供决策支持，本文对建筑能耗指标数据及其影响因素进行了分析和研究，以定位建筑能耗过程中的不合理环节为目标，提出了一种基于BP神经网络的建筑能耗分析模型。首先，本文在对国内外已有建筑能耗分析模型的研究现状

4、进行了详细的调研和总结，对比了国内外建筑能耗分析模型的不同侧重点。其次，通过查阅已有的文献资料、节能建筑标准文件以及节能改造案例报告，请教专家经验并记录，对建筑能耗指标数据与分析方法进行了详细的总结分析，确定了建筑能耗分析模型使用的分析数据，并整理总结出建筑能耗指标现象与建筑不合理用能环节的对应关系及其改善措施等分析知识，为建筑能耗分析模型的构建提供了基础条件。再则，基于BP神经网络技术，提出了一种能够自动分析建筑中存在的不合理用能环节的建筑能耗分析模型。在这个过程中，一方面结合建筑能耗指标数据的特点，针对BP神经网络

5、训练次数多、收敛速度慢的局限性，提出了优化初始权值以及学习率变化因子的两点改进策略；另一方面针对普通归一化得到的模型分析精度不高的问题，通过引入图像处理的二值化思想，对模型的输入数据进行预处理，有效地提高了模型的分析准确度。最后，对基于BP神经网络的建筑能耗分析模型进行了实现，并以已有建筑为实例进行了相关测试，验证了本分析模型的准确性与实用性，同时也验证了该模型能够准确有效地帮助建筑管理者了解建筑当前的用能情况，进而为建筑的日常节能管理和改善提供决策支持。关键词：建筑节能；BP神经网络；能耗指标；能耗分析模型IABST

6、RACTCurrently,withthevigorouspushofChina'surbanizationprocessandtheincreaseofurbanpopulation,thetotalenergyconsumptionofbuildingsgrowssustainability,andthegrowthratehasanupwardtendency.Thebuildingenergyconsumptionaccountsfor32%ofthetotalenergyconsumptionofthecom

7、munity,andpublicbuildingenergyconsumptionaccountsfor22%ofthetotalbuildingenergyconsumption[1],ithasbecomethefocusareasofenergyconservation.Facedwithsuchserioussituationofthebuildingenergyconsumption,thetraditionalenergyconsumptionsimulationanalysismethodduetoits

8、greatlimitationandlowaccuracy,alreadycannotsatisfytheexistinguserrequirements.Inordertobetterhelppeopleunderstandthecurrentenergyconsumptionsituationofbuildingsaccura